JPH0629282A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH0629282A JPH0629282A JP17999692A JP17999692A JPH0629282A JP H0629282 A JPH0629282 A JP H0629282A JP 17999692 A JP17999692 A JP 17999692A JP 17999692 A JP17999692 A JP 17999692A JP H0629282 A JPH0629282 A JP H0629282A
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- oxide film
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- film
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Abstract
(57)【要約】
【目的】平坦性の改善と長期信頼性並びにデバイス特性
の向上をなす保護絶縁膜構造を提供し、高品質な微細半
導体装置の安定供給を図る。 【構成】最終の金属配線１３上にプラズマ成長させた第
１のシリコン酸化膜１４とスピンコートした無機塗布ガ
ラス１８と有機塗布ガラスに１５を積層し、更に第２の
シリコン酸化膜１６を積層してからプラズマ反応のシリ
コン窒化膜１７を成長した後ボンディングパッド部の開
孔を施す。
の向上をなす保護絶縁膜構造を提供し、高品質な微細半
導体装置の安定供給を図る。 【構成】最終の金属配線１３上にプラズマ成長させた第
１のシリコン酸化膜１４とスピンコートした無機塗布ガ
ラス１８と有機塗布ガラスに１５を積層し、更に第２の
シリコン酸化膜１６を積層してからプラズマ反応のシリ
コン窒化膜１７を成長した後ボンディングパッド部の開
孔を施す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関し、特にサブミクロン以下に微細化された金属配線上
に積層構造を有する保護絶縁膜の形成に関する。
関し、特にサブミクロン以下に微細化された金属配線上
に積層構造を有する保護絶縁膜の形成に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＬＳＩ等に用いられる半導体装置
の最終金属配線上の保護絶縁膜は、物理的損傷，コンタ
ミネーションや水分の侵入を防ぐ為に、低温でプラズマ
気相成長したシリコン窒化膜が用いられ、又一部にはそ
の下層にストレス緩和の為気相成長によるシリコン酸化
膜を敷いた構造が用いられている。
の最終金属配線上の保護絶縁膜は、物理的損傷，コンタ
ミネーションや水分の侵入を防ぐ為に、低温でプラズマ
気相成長したシリコン窒化膜が用いられ、又一部にはそ
の下層にストレス緩和の為気相成長によるシリコン酸化
膜を敷いた構造が用いられている。
【０００３】従来の半導体装置の製造方法は、例えば図
３で示す如く、トランジスタや抵抗等の半導体素子が作
り込まれたＳｉ基板１１上のフィールド絶縁膜や層間絶
縁膜１２を介して、厚みが１μｍ程度のＡｌ合金等でな
る最終金属配線１３上に、保護絶縁膜として、まずＳｉ
Ｈ4とＯ2あるいはＮ2Ｏを４００℃前後で気相反応させ
た０．３μｍ程度のシリコン酸化膜１９もしくはこれに
ＰＨ3を添加して気相反応させたＰＳＧ膜（リンガラ
ス）を成長し、更にＳｉＨ4とＮＨ3あるいはＮ2を導入
したプラズマ反応による厚みが１μｍ程度のシリコン窒
化膜１７を気相成長させ、その後フォトレジストをマス
クに、前記積層絶縁膜をドライもしくはウェットで選択
エッチングし、外部電極取り出し用のボンディングパッ
ド部を開孔してあり、場合によってはモールド時のスト
レス緩和の為に、ポリイミド樹脂等を積層してある。
３で示す如く、トランジスタや抵抗等の半導体素子が作
り込まれたＳｉ基板１１上のフィールド絶縁膜や層間絶
縁膜１２を介して、厚みが１μｍ程度のＡｌ合金等でな
る最終金属配線１３上に、保護絶縁膜として、まずＳｉ
Ｈ4とＯ2あるいはＮ2Ｏを４００℃前後で気相反応させ
た０．３μｍ程度のシリコン酸化膜１９もしくはこれに
ＰＨ3を添加して気相反応させたＰＳＧ膜（リンガラ
ス）を成長し、更にＳｉＨ4とＮＨ3あるいはＮ2を導入
したプラズマ反応による厚みが１μｍ程度のシリコン窒
化膜１７を気相成長させ、その後フォトレジストをマス
クに、前記積層絶縁膜をドライもしくはウェットで選択
エッチングし、外部電極取り出し用のボンディングパッ
ド部を開孔してあり、場合によってはモールド時のスト
レス緩和の為に、ポリイミド樹脂等を積層してある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来技術
に於いては、ＬＳＩの様な半導体装置がサブミクロン以
下に微細化されてくると金属配線加工はドライエッチン
グ化され断面形状が急峻となる上、アスペクト比（段差
／スペース）が大きくなり、ＳｉＨ4を用いて気相成長
させたシリコン酸化膜１９やシリコン窒化膜１７はカス
ピングによって付き回りが悪い為、金属配線１３の特定
スペースにはボイド２０が形成され、コンタミネーショ
ントラップとなる上、金属配線の側壁部及び溝部コーナ
ーのシリコン窒化膜１７が平坦部に比べ極めて薄くな
り、この領域からの水分や汚染が侵入し長期信頼性上問
題となっていた。又、デバイスの動作速度向上には層間
容量の低減を必要とし、従来は、金属配線と基板あるい
配線上下方向の層間容量に注意を払って来たが、配線ス
ペースの微細化により横方向の層間容量の寄与が大きく
なくなり、よって誘電率の高いシリコン窒化膜が金属配
線スペース間に存在する事が動作速度等の電気特性向上
に弊害となってきた。
に於いては、ＬＳＩの様な半導体装置がサブミクロン以
下に微細化されてくると金属配線加工はドライエッチン
グ化され断面形状が急峻となる上、アスペクト比（段差
／スペース）が大きくなり、ＳｉＨ4を用いて気相成長
させたシリコン酸化膜１９やシリコン窒化膜１７はカス
ピングによって付き回りが悪い為、金属配線１３の特定
スペースにはボイド２０が形成され、コンタミネーショ
ントラップとなる上、金属配線の側壁部及び溝部コーナ
ーのシリコン窒化膜１７が平坦部に比べ極めて薄くな
り、この領域からの水分や汚染が侵入し長期信頼性上問
題となっていた。又、デバイスの動作速度向上には層間
容量の低減を必要とし、従来は、金属配線と基板あるい
配線上下方向の層間容量に注意を払って来たが、配線ス
ペースの微細化により横方向の層間容量の寄与が大きく
なくなり、よって誘電率の高いシリコン窒化膜が金属配
線スペース間に存在する事が動作速度等の電気特性向上
に弊害となってきた。
【０００５】しかるに本発明は係る問題点を解決するも
ので、平坦性の改善と配線間容量の低減により信頼性並
びにデバイス特性の向上をなす保護絶縁膜構造を提供
し、より微細化された半導体装置の安定供給を目的とし
たものである。
ので、平坦性の改善と配線間容量の低減により信頼性並
びにデバイス特性の向上をなす保護絶縁膜構造を提供
し、より微細化された半導体装置の安定供給を目的とし
たものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、半導体装置の最終金属配線上の保護絶縁膜の
形成に於いて、少なくとも、有機シランとＯ2をプラズ
マ気相成長させた第１のシリコン酸化膜を形成する工
程、塗布ガラスを積層させる工程、第２のシリコン酸化
膜を積層する工程、プラズマ反応によるシリコン窒化膜
を成長する工程を具備したことを特徴とする。
造方法は、半導体装置の最終金属配線上の保護絶縁膜の
形成に於いて、少なくとも、有機シランとＯ2をプラズ
マ気相成長させた第１のシリコン酸化膜を形成する工
程、塗布ガラスを積層させる工程、第２のシリコン酸化
膜を積層する工程、プラズマ反応によるシリコン窒化膜
を成長する工程を具備したことを特徴とする。
【０００７】本発明の半導体装置の製造方法は、半導体
装置の最終金属配線上の保護絶縁膜の形成に於いて、少
なくとも、有機シランとＯ2を含むガスをプラズマ気相
反応させた第１のシリコン酸化膜を形成する工程、塗布
ガラスを積層する工程、ＮＨ3を含むガスでプラズマ処
理を行なってから第２のシリコン酸化膜もしくはプラズ
マ反応によるシリコン窒化膜を成長する工程を具備した
ことを特徴とする。
装置の最終金属配線上の保護絶縁膜の形成に於いて、少
なくとも、有機シランとＯ2を含むガスをプラズマ気相
反応させた第１のシリコン酸化膜を形成する工程、塗布
ガラスを積層する工程、ＮＨ3を含むガスでプラズマ処
理を行なってから第２のシリコン酸化膜もしくはプラズ
マ反応によるシリコン窒化膜を成長する工程を具備した
ことを特徴とする。
【０００８】本発明の半導体装置の製造方法は、半導体
装置の最終金属配線上の保護絶縁膜の形成に於いて、少
なくとも、有機シランとＯ2を含むガスをプラズマ気相
反応させた第１のシリコン酸化膜を形成する工程、無機
塗布ガラスを積層する工程、有機塗布ガラスを積層する
工程、第２のシリコン酸化膜を積層する工程、プラズマ
反応によるシリコン窒化膜を成長する工程を具備したこ
とを特徴とする。
装置の最終金属配線上の保護絶縁膜の形成に於いて、少
なくとも、有機シランとＯ2を含むガスをプラズマ気相
反応させた第１のシリコン酸化膜を形成する工程、無機
塗布ガラスを積層する工程、有機塗布ガラスを積層する
工程、第２のシリコン酸化膜を積層する工程、プラズマ
反応によるシリコン窒化膜を成長する工程を具備したこ
とを特徴とする。
【０００９】
【実施例】図１は、本発明に係わる半導体装置の一実施
例を説明する為の工程概略断面図であり、例えば、Ｓｉ
ゲートＣＭＯＳ−ＬＳＩの絶縁保護膜に適用した場合に
於いて、Ｓｉ基板１１にはＭＯＳトランジスタや抵抗等
の半導体素子が形成され、フィールド絶縁膜や層間絶縁
膜１２を介して不純物層等からのコンタクトホールが開
孔され、バリアメタル，Ｃｕを含むＡｌ合金及び反射防
止膜をスッパタで積層させ約１μｍとし、Ｃｌ2系ガス
を用いたドライエッチャーで該積層膜を選択エッチング
し、ほぼ垂直な側面形状を持った金属配線１３を形成し
た。この反射防止膜は、Ａｌ合金自身やこの上に開けら
れるスルーホールのフォトリソ工程のハレーション防止
の為で、導電性のＴｉＮを用いた。次に枚葉式で平行平
板電極を有する反応室にキャリアーガスでＴＥＯＳ〔Ｓ
ｉ（ＯＣ2Ｈ5）4〕とＯ2を導入し、３８０℃，約９ｔｏ
ｒｒでプラズマ気相反応させ約０．５μｍ厚みの第１の
シリコン酸化膜１４を成長させた（図１（ａ））。ＴＥ
ＯＳを用いたプラズマ反応のシリコン酸化膜は、ＳｉＨ
4を用いた様なカスピングが発生せず自身でボイドを形
成することがなく、緻密で耐コンタミ性にも優れ、圧縮
応力（例えばＳｉウエハーに成長したとき凸形に反る）
を持つが、成長速度が大きく段差側壁の付き回りは平坦
部の５０％程度である。よってスペース寸法とほぼ同じ
厚みのシリコン酸化膜を成長させることできる。続いて
シロキサン系ポリマーをアルコールやエステル類の各種
有機溶剤に溶かしてスピンコートした有機塗布ガラス１
５を積層し４２５℃のＮ2分囲気で４５分のアニールを
行うと金属配線１３領域上の平坦部には約０．１μｍ、
段差部や溝部には０．３から０．８μｍ程度の塗布ガラ
ス１５が溜まっており平坦化される（図１（ｂ））。次
に第１のシリコン酸化膜１４と同じ方法で、約０．２μ
ｍの厚みで第２のシリコン酸化膜１６を気相成長させ
た。続いてＮ2キャリアーでＳｉＨ4とＮＨ3を導入し、
３６０℃でプラズマ反応させたシリコン窒化膜１７を約
１μｍ気相成長させ、フォトレジストをマスクにシリコ
ン窒化膜１７はＣＦ4とＯ2の混合ガスで、又シリコン酸
化膜１４，１６と塗布ガラス１５はＣＦ4とＣＨＦ3を含
む混合ガスで選択ドライエッチングし、外部への電極取
り出しの為のボンディングパッド部を開孔した（図１
（ｃ））。 この様にして製造された半導体装置は、金
属配線１３の特定スペースの保護絶縁膜にボイドが発生
せず、第１のシリコン酸化膜１４と有機塗布ガラス１５
によって平坦化が図られ、この結果シリコン窒化膜１７
の表面平坦度は平滑で付き回りが良く、局所的に薄い膜
厚や欠陥が少なく、耐湿性や汚染に対する信頼性の向上
が図れた。又、構造的に金属配線のスペースは、誘電率
の低いシリコン酸化膜や有機塗布ガラスで埋まり、シリ
コン窒化膜の影響が少なく従来の構造に比べ動作速度を
向上する事ができた。
例を説明する為の工程概略断面図であり、例えば、Ｓｉ
ゲートＣＭＯＳ−ＬＳＩの絶縁保護膜に適用した場合に
於いて、Ｓｉ基板１１にはＭＯＳトランジスタや抵抗等
の半導体素子が形成され、フィールド絶縁膜や層間絶縁
膜１２を介して不純物層等からのコンタクトホールが開
孔され、バリアメタル，Ｃｕを含むＡｌ合金及び反射防
止膜をスッパタで積層させ約１μｍとし、Ｃｌ2系ガス
を用いたドライエッチャーで該積層膜を選択エッチング
し、ほぼ垂直な側面形状を持った金属配線１３を形成し
た。この反射防止膜は、Ａｌ合金自身やこの上に開けら
れるスルーホールのフォトリソ工程のハレーション防止
の為で、導電性のＴｉＮを用いた。次に枚葉式で平行平
板電極を有する反応室にキャリアーガスでＴＥＯＳ〔Ｓ
ｉ（ＯＣ2Ｈ5）4〕とＯ2を導入し、３８０℃，約９ｔｏ
ｒｒでプラズマ気相反応させ約０．５μｍ厚みの第１の
シリコン酸化膜１４を成長させた（図１（ａ））。ＴＥ
ＯＳを用いたプラズマ反応のシリコン酸化膜は、ＳｉＨ
4を用いた様なカスピングが発生せず自身でボイドを形
成することがなく、緻密で耐コンタミ性にも優れ、圧縮
応力（例えばＳｉウエハーに成長したとき凸形に反る）
を持つが、成長速度が大きく段差側壁の付き回りは平坦
部の５０％程度である。よってスペース寸法とほぼ同じ
厚みのシリコン酸化膜を成長させることできる。続いて
シロキサン系ポリマーをアルコールやエステル類の各種
有機溶剤に溶かしてスピンコートした有機塗布ガラス１
５を積層し４２５℃のＮ2分囲気で４５分のアニールを
行うと金属配線１３領域上の平坦部には約０．１μｍ、
段差部や溝部には０．３から０．８μｍ程度の塗布ガラ
ス１５が溜まっており平坦化される（図１（ｂ））。次
に第１のシリコン酸化膜１４と同じ方法で、約０．２μ
ｍの厚みで第２のシリコン酸化膜１６を気相成長させ
た。続いてＮ2キャリアーでＳｉＨ4とＮＨ3を導入し、
３６０℃でプラズマ反応させたシリコン窒化膜１７を約
１μｍ気相成長させ、フォトレジストをマスクにシリコ
ン窒化膜１７はＣＦ4とＯ2の混合ガスで、又シリコン酸
化膜１４，１６と塗布ガラス１５はＣＦ4とＣＨＦ3を含
む混合ガスで選択ドライエッチングし、外部への電極取
り出しの為のボンディングパッド部を開孔した（図１
（ｃ））。 この様にして製造された半導体装置は、金
属配線１３の特定スペースの保護絶縁膜にボイドが発生
せず、第１のシリコン酸化膜１４と有機塗布ガラス１５
によって平坦化が図られ、この結果シリコン窒化膜１７
の表面平坦度は平滑で付き回りが良く、局所的に薄い膜
厚や欠陥が少なく、耐湿性や汚染に対する信頼性の向上
が図れた。又、構造的に金属配線のスペースは、誘電率
の低いシリコン酸化膜や有機塗布ガラスで埋まり、シリ
コン窒化膜の影響が少なく従来の構造に比べ動作速度を
向上する事ができた。
【００１０】この他、ＬＳＩは初期電気特性測定後、内
部にあるＰｏｌｙＳｉやＡｌ等で成る冗長素子の特定領
域をレーザー光で容断させ、良否回路の選択を行い収率
を上げる方法が多く取り入られている。これらは屈折率
の高いプラズマシリコン窒化膜１７を介したのではレー
ザー光での溶断が難しく、又ボンディングパッド部の開
孔時に冗長領域を同時に開孔しておくと、その領域から
水分等の侵入があり好ましくない。よってこれらは、プ
ラズマシリコン窒化膜１７を形成する前のシリコン酸化
膜１４，１６や有機塗布ガラス１５に第１のボンディン
グパッドの開孔を施し初期電気特性測定後、該シリコン
酸化膜等を通して冗長溶断を行なってからシリコン窒化
１７膜を成長し、更に第２のボンディングパッドの開孔
後、最終電気特性測定がなされる。この場合にはボンデ
ィングパッド部以外の開孔が無いので耐湿性等に優れ
る。この時のシリコン酸化膜等の開孔は、量産的にはバ
ッチ式でＨＦとＮＨ4Ｆ等の混酸で選択ウェットエッチ
されるが、塗布ガラス１５が該混酸に触れるとエッチン
グ速度が非常に大きいためサイドエッチが進み第２のシ
リコン酸化膜１６のチッピングやクラックが発生する
為、有機塗布ガラス１５のアニール後にＣＨＦ3とＣＦ4
の混合ガスを用いたドライエッチャーで約０．２５μｍ
エッチバックし、ボンディングパッドの開孔部で有機塗
布ガラス１５が混酸に触れない様にした。
部にあるＰｏｌｙＳｉやＡｌ等で成る冗長素子の特定領
域をレーザー光で容断させ、良否回路の選択を行い収率
を上げる方法が多く取り入られている。これらは屈折率
の高いプラズマシリコン窒化膜１７を介したのではレー
ザー光での溶断が難しく、又ボンディングパッド部の開
孔時に冗長領域を同時に開孔しておくと、その領域から
水分等の侵入があり好ましくない。よってこれらは、プ
ラズマシリコン窒化膜１７を形成する前のシリコン酸化
膜１４，１６や有機塗布ガラス１５に第１のボンディン
グパッドの開孔を施し初期電気特性測定後、該シリコン
酸化膜等を通して冗長溶断を行なってからシリコン窒化
１７膜を成長し、更に第２のボンディングパッドの開孔
後、最終電気特性測定がなされる。この場合にはボンデ
ィングパッド部以外の開孔が無いので耐湿性等に優れ
る。この時のシリコン酸化膜等の開孔は、量産的にはバ
ッチ式でＨＦとＮＨ4Ｆ等の混酸で選択ウェットエッチ
されるが、塗布ガラス１５が該混酸に触れるとエッチン
グ速度が非常に大きいためサイドエッチが進み第２のシ
リコン酸化膜１６のチッピングやクラックが発生する
為、有機塗布ガラス１５のアニール後にＣＨＦ3とＣＦ4
の混合ガスを用いたドライエッチャーで約０．２５μｍ
エッチバックし、ボンディングパッドの開孔部で有機塗
布ガラス１５が混酸に触れない様にした。
【００１１】叉、平坦化に用いた有機塗布ガラスは厚膜
塗布ができるものの、熱収縮率が大きい，溶媒が揮発し
にくい，プラズマ形成のシリコン酸化膜への密着性が劣
ることやＯ2プラズマ処理によりクラックが発生する等
不安定要素もあり、量産マージンを広げる要求から、更
に以下の様な改善を行った。まず、第２のシリコン酸化
膜１６の形成は、既に有機塗布ガラス１５で平坦化され
ておりカスピングが生じないので、ＳｉＨ4とＯ2を不活
性キャリアーガスで導入した３８０℃の減圧炉で熱反応
させ気相成長させたが、シリコン酸化膜成長前に同一反
応炉内でＮ2１．５ｔｏｒｒ程度の圧力で３０から６０
分の減圧アニールを施したところ、従来は信頼性評価の
繰り返し加熱試験によって有機塗布ガラス１５が第１の
シリコン酸化膜１４から剥離する不良が時々発生してい
たが、該熱処理をすることで皆無となりこの結果組立，
モールド工程での高温加熱の処理マージンが増した。こ
の他、第２のシリコン酸化膜１６の形成をプラズマ反応
の気相成長で行なった場合、成長初期には有機塗布ガラ
ス１５がＯ2やＮ2Ｏのプラズマに晒されメチル基（−Ｃ
Ｈ3）脱離の他に水酸基（−ＯＨ）やマイクロクラック
が発生することがあった。従ってこれを防ぐ為の実験を
行った結果、Ｎ2キャリアーでＮＨ3を導入し約５ｔｏｒ
ｒで高周波１３．５６ＭＨｚ，４５０ｗのプラズマ中に
１０から３０秒間晒し、その後第２のシリコン酸化膜１
６を、ＴＥＯＳとＯ2のプラズマ反応で気相成長させた
ところ有機塗布ガラス１５には、従来の様なマイクロク
ラックの発生が全く無くなり、又モニターを赤外分光分
析した結果ではメチル基脱離はなくなり、他に膜の絶縁
特性も向上した。尚この処理を施した後に長い間大気放
置すると水分吸着が認められるので、第２シリコン酸化
膜１６を成長させた同一反応炉もしくはロードロック室
を介して連続処理することが望ましい。この処理は、低
ストレスのシリコン窒化膜の形成が可能で第２のシリコ
ン酸化膜が不要な場合にも、シリコン窒化膜と有機塗布
ガラスの密着性を向上する効果があった。
塗布ができるものの、熱収縮率が大きい，溶媒が揮発し
にくい，プラズマ形成のシリコン酸化膜への密着性が劣
ることやＯ2プラズマ処理によりクラックが発生する等
不安定要素もあり、量産マージンを広げる要求から、更
に以下の様な改善を行った。まず、第２のシリコン酸化
膜１６の形成は、既に有機塗布ガラス１５で平坦化され
ておりカスピングが生じないので、ＳｉＨ4とＯ2を不活
性キャリアーガスで導入した３８０℃の減圧炉で熱反応
させ気相成長させたが、シリコン酸化膜成長前に同一反
応炉内でＮ2１．５ｔｏｒｒ程度の圧力で３０から６０
分の減圧アニールを施したところ、従来は信頼性評価の
繰り返し加熱試験によって有機塗布ガラス１５が第１の
シリコン酸化膜１４から剥離する不良が時々発生してい
たが、該熱処理をすることで皆無となりこの結果組立，
モールド工程での高温加熱の処理マージンが増した。こ
の他、第２のシリコン酸化膜１６の形成をプラズマ反応
の気相成長で行なった場合、成長初期には有機塗布ガラ
ス１５がＯ2やＮ2Ｏのプラズマに晒されメチル基（−Ｃ
Ｈ3）脱離の他に水酸基（−ＯＨ）やマイクロクラック
が発生することがあった。従ってこれを防ぐ為の実験を
行った結果、Ｎ2キャリアーでＮＨ3を導入し約５ｔｏｒ
ｒで高周波１３．５６ＭＨｚ，４５０ｗのプラズマ中に
１０から３０秒間晒し、その後第２のシリコン酸化膜１
６を、ＴＥＯＳとＯ2のプラズマ反応で気相成長させた
ところ有機塗布ガラス１５には、従来の様なマイクロク
ラックの発生が全く無くなり、又モニターを赤外分光分
析した結果ではメチル基脱離はなくなり、他に膜の絶縁
特性も向上した。尚この処理を施した後に長い間大気放
置すると水分吸着が認められるので、第２シリコン酸化
膜１６を成長させた同一反応炉もしくはロードロック室
を介して連続処理することが望ましい。この処理は、低
ストレスのシリコン窒化膜の形成が可能で第２のシリコ
ン酸化膜が不要な場合にも、シリコン窒化膜と有機塗布
ガラスの密着性を向上する効果があった。
【００１２】更に他の実施例として、有機塗布ガラスの
密着性向上と平坦性を向上させる目的で、図２の如く、
Ｓｉ基板１１，フィールド酸化膜や層間絶縁膜１２等を
介して形成された金属配線１３を形成した後、ＴＥＯＳ
とＯ2をプラズマ気相反応させ約０．５μｍ厚みの第１
のシリコン酸化膜１４を成長させ、続いてシラノール
［Ｓｉ（ＯＨ）4］とＰ2Ｏ5をアルコール類やアセトン
等の有機溶剤に溶かした無機塗布ガラス１８をスピンコ
ートし４５０℃のＮ2分囲気で３０分のアニールを行
い、金属配線１３領域上の平坦部には約０．０５μｍ、
段差部や溝部には厚くても０．１μｍ程度の無機塗布ガ
ラス１８を積層し、続いてシロキサン系ポリマーをアル
コール類やエステル類に溶かした有機塗布ガラス１５を
スピンコートし４２５℃のＮ2分囲気で４５分のアニー
ルを行うことにより、金属配線１３領域上の平坦部には
約０．１μｍ、段差部や溝部には０．３から１μｍ程度
の有機塗布ガラス１５が溜まり平坦化された。次に第１
のシリコン酸化膜１４と同じ方法で、約０．３μｍの厚
みの第２のシリコン酸化膜１６を、更にプラズマ反応の
シリコン窒化膜を約１μｍ気相成長させ、フォトレジス
トをマスクに積層された絶縁保護膜を選択ドライエッチ
ングし、外部への電極取り出しの為にボンディングパッ
ド部を開孔した。この様にして製造された半導体装置
は、プラズマ成長した第１のシリコン酸化膜１４と有機
塗布ガラス１５の間には、どちらにも密着の良い無機塗
布ガラス１８が挟まれ、従来の様に後工程の熱処理で有
機塗布ガラス１５の剥離がなくなった。更に２回塗りの
効果により一層の平坦化もなされ、信頼性の向上が図れ
た。この場合も、シリコン酸化膜のウェットエッチング
が必要であれば、シリコン窒化膜を気相成長する前に、
塗布ガラスの所望量をエッチバックすることは併用出来
る。
密着性向上と平坦性を向上させる目的で、図２の如く、
Ｓｉ基板１１，フィールド酸化膜や層間絶縁膜１２等を
介して形成された金属配線１３を形成した後、ＴＥＯＳ
とＯ2をプラズマ気相反応させ約０．５μｍ厚みの第１
のシリコン酸化膜１４を成長させ、続いてシラノール
［Ｓｉ（ＯＨ）4］とＰ2Ｏ5をアルコール類やアセトン
等の有機溶剤に溶かした無機塗布ガラス１８をスピンコ
ートし４５０℃のＮ2分囲気で３０分のアニールを行
い、金属配線１３領域上の平坦部には約０．０５μｍ、
段差部や溝部には厚くても０．１μｍ程度の無機塗布ガ
ラス１８を積層し、続いてシロキサン系ポリマーをアル
コール類やエステル類に溶かした有機塗布ガラス１５を
スピンコートし４２５℃のＮ2分囲気で４５分のアニー
ルを行うことにより、金属配線１３領域上の平坦部には
約０．１μｍ、段差部や溝部には０．３から１μｍ程度
の有機塗布ガラス１５が溜まり平坦化された。次に第１
のシリコン酸化膜１４と同じ方法で、約０．３μｍの厚
みの第２のシリコン酸化膜１６を、更にプラズマ反応の
シリコン窒化膜を約１μｍ気相成長させ、フォトレジス
トをマスクに積層された絶縁保護膜を選択ドライエッチ
ングし、外部への電極取り出しの為にボンディングパッ
ド部を開孔した。この様にして製造された半導体装置
は、プラズマ成長した第１のシリコン酸化膜１４と有機
塗布ガラス１５の間には、どちらにも密着の良い無機塗
布ガラス１８が挟まれ、従来の様に後工程の熱処理で有
機塗布ガラス１５の剥離がなくなった。更に２回塗りの
効果により一層の平坦化もなされ、信頼性の向上が図れ
た。この場合も、シリコン酸化膜のウェットエッチング
が必要であれば、シリコン窒化膜を気相成長する前に、
塗布ガラスの所望量をエッチバックすることは併用出来
る。
【００１３】尚、第１，第２のシリコン酸化膜１４，１
６はノンドープに限られず、ＰＨ3やＰ（ＯＣＨ3）3等
を添加した気相成長のＰＳＧ膜も当然応用できるもので
あり、又金属配線構造としては、実施例で示したＡｌ−
Ｃｕ合金に限られずＴｉ，Ｗ，Ｍｏ等の高融点金属や半
導体あるいはこれらの化合物を含む場合、あるいはバリ
アメタルやキャップメタルの有無に係わらず適用できる
ものである。
６はノンドープに限られず、ＰＨ3やＰ（ＯＣＨ3）3等
を添加した気相成長のＰＳＧ膜も当然応用できるもので
あり、又金属配線構造としては、実施例で示したＡｌ−
Ｃｕ合金に限られずＴｉ，Ｗ，Ｍｏ等の高融点金属や半
導体あるいはこれらの化合物を含む場合、あるいはバリ
アメタルやキャップメタルの有無に係わらず適用できる
ものである。
【００１４】
【発明の効果】以上本発明によれば、微細ＬＳＩの保護
絶縁膜の構成を積層化し、特にプラズマシリコン窒化膜
の下地膜を塗布ガラスとシリコン酸化膜の組合せにより
デザインルールに限定されず配線間の平坦化と容量の低
減及び塗布ガラスの特性改善を行い、電気特性，信頼性
と量産性の向上を図り、高品質な微細半導体装置の安定
供給を可能にするものである。
絶縁膜の構成を積層化し、特にプラズマシリコン窒化膜
の下地膜を塗布ガラスとシリコン酸化膜の組合せにより
デザインルールに限定されず配線間の平坦化と容量の低
減及び塗布ガラスの特性改善を行い、電気特性，信頼性
と量産性の向上を図り、高品質な微細半導体装置の安定
供給を可能にするものである。
【図１】本発明に係わる半導体装置の製造方法を示す工
程概略断面図である。
程概略断面図である。
【図２】本発明の他の実施例に係わる半導体装置の製造
方法を示す概略断面図である。
方法を示す概略断面図である。
【図３】従来の半導体装置の製造方法に係わる概略断面
図である。
図である。
１１ Ｓｉ基板 １２ 絶縁膜 １３ 金属配線 １４ 第１のシリコン酸化膜 １５ 有機塗布ガラス １６ 第２シリコン酸化膜 １７ シリコン窒化膜 １８ 無機塗布ガラス １９ シリコン酸化膜 ２０ ボイド
Claims (6)
- 【請求項１】半導体装置の最終金属配線上の保護絶縁膜
の形成に於いて、少なくとも、有機シランとＯ2をプラ
ズマ気相成長させた第１のシリコン酸化膜を形成する工
程、塗布ガラスを積層させる工程、第２のシリコン酸化
膜を積層する工程、プラズマ反応によるシリコン窒化膜
を成長する工程を具備したことを特徴とする半導体装置
の製造方法。 - 【請求項２】請求項１記載の第２のシリコン酸化膜は、
少なくとも減圧熱反応による気相成長によって形成され
ていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】半導体装置の最終金属配線上の保護絶縁膜
の形成に於いて、少なくとも、有機シランとＯ2を含む
ガスをプラズマ気相反応させた第１のシリコン酸化膜を
形成する工程、塗布ガラスを積層する工程、ＮＨ3を含
むガスでプラズマ処理を行なってから第２のシリコン酸
化膜もしくはプラズマ反応によるシリコン窒化膜を成長
する工程を具備したことを特徴とする半導体装置の製造
方法。 - 【請求項４】請求項３記載のアンモニアプラズマ処理
は、第２のシリコン酸化膜あるいはシリコン窒化膜の成
長と同一反応室もしくは装置内で連続処理されることす
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】半導体装置の最終金属配線上の保護絶縁膜
の形成に於いて、少なくとも、有機シランとＯ2を含む
ガスをプラズマ気相反応させた第１のシリコン酸化膜を
形成する工程、塗布ガラスをスピン塗布する工程、該塗
布ガラスの所望膜厚をエッチバックする工程、第２のシ
リコン酸化膜を積層する工程、プラズマ反応によるシリ
コン窒化膜を成長する工程を具備したことを特徴とする
半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】半導体装置の最終金属配線上の保護絶縁膜
の形成に於いて、少なくとも、有機シランとＯ2を含む
ガスをプラズマ気相反応させた第１のシリコン酸化膜を
形成する工程、無機塗布ガラスを積層する工程、有機塗
布ガラスを積層する工程、第２のシリコン酸化膜を積層
する工程、プラズマ反応によるシリコン窒化膜を成長す
る工程を具備したことを特徴とする半導体装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17999692A JP3156374B2 (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17999692A JP3156374B2 (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | 半導体装置の製造方法 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000375964A Division JP3624823B2 (ja) | 2000-12-11 | 2000-12-11 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0629282A true JPH0629282A (ja) | 1994-02-04 |
| JP3156374B2 JP3156374B2 (ja) | 2001-04-16 |
Family
ID=16075636
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17999692A Expired - Fee Related JP3156374B2 (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | 半導体装置の製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3156374B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003007461A (ja) * | 2001-06-25 | 2003-01-10 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光装置及びその作製方法 |
| US6573191B1 (en) | 1999-09-22 | 2003-06-03 | Tokyo Electron Limited | Insulating film forming method and insulating film forming apparatus |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101530170B1 (ko) | 2013-09-17 | 2015-06-19 | 주식회사 만도 | 전기 자전거 |
-
1992
- 1992-07-07 JP JP17999692A patent/JP3156374B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US6573191B1 (en) | 1999-09-22 | 2003-06-03 | Tokyo Electron Limited | Insulating film forming method and insulating film forming apparatus |
| US6786974B2 (en) | 1999-09-22 | 2004-09-07 | Tokyo Electron Limited | Insulating film forming method and insulating film forming apparatus |
| JP2003007461A (ja) * | 2001-06-25 | 2003-01-10 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光装置及びその作製方法 |
| JP4593019B2 (ja) * | 2001-06-25 | 2010-12-08 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 発光装置の作製方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3156374B2 (ja) | 2001-04-16 |
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